Спосіб і пристрій для рафінування матеріалів безтигельною зонною плавкою у космічному вакуумі

1 Спосіб рафінування матеріалів безтигельною зонною плавкою у космічному вакуумі, що полягає в створенні розплавленої зони, що переміщується за зразком, який відрізняється тим, що плавку здійснюють в умовах невагомості сконцентрованим на зразку потоком сонячного ви промінювання, при цьому регулювання потоку випромінювання ЗДІЙСНЮЮТЬ ШЛЯХОМ розфокусування потоку випромінювання переміщенням або поворотом дзеркал, що відбивають випромінювання, або їх фрагментів 2 Пристрій для рафінування матеріалів безтигельною зонною плавкою у космічному вакуумі, що містить два штоки з захватами для кріплення зразка, який відрізняється тим, що штоки обладнані концентратором сонячної енергії, що містить велике дзеркало, мале дзеркало і пристрій для регулювання потоку випромінювання, з'єднаний штоками 3 малим дзеркалом і великим дзеркалом, що має отвір для проходження випромінювання Винахід відноситься до галузі одержання надчистих, ХІМІЧНО активних матеріалів і монокристалів, що застосовуються у сучасній техніці Відомий спосіб і пристосування для рафінування матеріалів, що полягає у розміщенні матеріалу в спеціальному контейнері, виконаному з кварцової трубки На и кінцях розміщені пробки, що герметизують Один кінець трубки має отвір для введення газу або створення вакууму Уздовж зразка декілька разів до одержання необхідного ступеня чистоти матеріалу, за допомогою індукційного нагрівання створюють розплавлену зону, що переміщується уздовж зразка, (див У Вайнгард Введение в физику кристализации металлов "Мир", М 1967, с 120-129) сіб передбачає вертикальне очищення шляхом створення вузької розплавленої зони між закріпленими частинами зразка, яка підтримується силами поверхневого натягу, що повільно переміщається уздовж зразка, при цьому в міру переміщення зони відбувається утворення твердої фази, більш чистої, ніж рідина, із якої вона утворюється Одержати надчисті, ХІМІЧНО активні матеріали великого диаметра описаними аналогом і прототипом неможливо тому, що в земних умовах неможливо утримувати великий об'єм розплавленого матеріалу силами поверхневого натягу В основу винаходу поставлена задача створення такого способу і пристрою рафінування матеріалів бестигельною зонною плавкою у космічному вакуумі, що дозволяли б одержувати надчисті, ХІМІЧНО активні матеріали і монокристали великого диаметру шляхом створення розплавленої зони сконцентрованим потоком сонячного випромінювання Такий технічний результат може бути досягнутий, якщо за способом рафінування матеріалів бестигельною зонною плавкою у вакуумі, що полягає в створенні розплавленої зони, що переміщується за зразком, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, плавку здійснюють в умовах невагомості сконцентрованим на зразку потоком сонячного випромінювання, Найбільш близьким за сукупністю ознак є спосіб і пристрій, для рафінування матеріалів бестигельною зонною плавкою у вакуумі (див У Вайнгард Введение в физику кристализации металлов - "Мир", М 1967, с 130-132) Пристрій містить кварцову трубку, в якій через латунні пробки пропущені верхній і нижній наконечники, що виконують роль захоплень і мають сталеві напрями Між наконечниками встановлюють зразок циліндричної форми Через латунну пробку в нижній частині кварцової трубки введена трубка для подачі газу, а у верхній - для відводу газу і є гвинт для компенсації розширення при нагріванні Спо (О 00 48677 з малим дзеркалом 2, і штоками 4 з великим дзерпри цьому регулювання потоку випромінювання калом 1, що має отвір для проходження відбитого здійснюють шляхом розфокусування випромінювід малого дзеркала 2 випромінювання, захвати 5 вання переміщенням або поворотом фрагментів для кріплення зразка, що встановлені на штоках 6 дзеркал, що відбивають призначених для переміщення й обертання зразка Другою ВІДМІНОЮ є те, що пристрій для рафіну7 в отворах пластин 8, що центрують вання матеріалів бестигельною зонною плавкою у космічному вакуумі, що містить два штоки з захваОписаний пристрій може бути реалізований тами для кріплення і переміщення зразка, ВІДПОВІтаким чином ДНО до винаходу, наділені концентратором сонячВідбитий великим угнутим дзеркалом 1, що ного випромінювання, що містить велике має центральний отвір для проходження випромідзеркало, мале дзеркало і пристрій для регулюнювання, потік сонячного випромінювання конценвання потоку випромінювання, з'єднаного з малим, трується малим дзеркалом 2 на циліндричному і штоками з великим дзеркалом, що має отвір для зразку 7 рафінуємого матеріалу Регулювання попроходження випромінювання тужності, що підводиться в зону плавлення здійснюється обертанням фрагментів малого дзеркала Таким чином, рафінування матеріалів у космі2 навколо осі 9 (фіг 2), що паралельна осі зразка чному вакуумі шляхом створення розплавленої зони сконцентрованим потоком сонячного випроСконцентрований на одному з КІНЦІВ зразка 7 мінювання, створюваної запропонованим пристропотік сонячного випромінювання здійснює розплаєм, дозволяє одержувати надчисті, ХІМІЧНО активні влену зону При повільному переміщенні захватів матеріали і монокристали діаметром приблизно до 5 зі зразком 7, зона рухається вздовж зразка 7, при 200мм цьому відбувається утворення твердої фази, більш чистої ніж рідина з якої вона утворюється На фіг 1 схематично зображено пристрій для рафінування матеріалів, на фіг 2 - вид "зверху" Для здійснення рівномірного нагріву і кращого Пристрій містить концентратор сонячного випроміперемішування розплавленого матеріалу, один з нювання, виконаний із дзеркал, що відбивають, захватів 5 обертають навколо власної осі Контвеликого дзеркала 1 і малого дзеркала 2, що склароль за повним проплавленням зони може здійсдається як мінімум з двох частин, пристрою для нюватися автоматично шляхом контролю зусилля, регулювання потоку випромінювання 3, з'єднаного що потрібне для обертання другого захвата 5 6 Фіг. ї ФІГ ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 2